基于遗传算法的含激电效应的电性源瞬变电磁正反演研究

发布时间：2020-04-28 11:13

【摘要】：随着浅地表矿产的逐步开发及国家深部找矿的战略发展需要,传统的勘探方法已然不能满足勘探深度的条件,以大功率电性源为激发源的瞬变电磁法因其具有勘探深度大、抗干扰性强、分辨率好的特点,该方法越来越被重视起来。野外观测瞬变电磁数据中,发现数据在晚期信号中有出现符号反转现象,大量的研究证明当地下可极化时,受地质体的频散特性影响,观测数据可能会出现符号反转现象,因此,为了研究电性源在探测含极化地层的响应特征,研究电性源中激电效应的影响规律是很有必要,且若可以提取出这种激电信号,则对于扩大瞬变电磁应用范围及寻找深部矿藏有重要意义。本文从水平电偶极子的频率域响应出发,将Cole-Cole模型复电阻率引入,通过数值计算方法实现频—时转换,实现电性源含激电效应的瞬变电磁正演模拟。分析讨论了不同的激电参数在均匀半空间中各分量的响应,得出极化率对瞬变电磁激电效应影响最大,时间常数与频率相关系数次之,并研究了电阻率及收发距的影响,电阻率的大小影响各分量的振幅大小及激电效应出现的时间,收发距越小激电效应越强。对中间层为极化层的三层模型进行正演,结果表明,不同模型的瞬变电磁激电效应的响应不同,极化层为低阻时激电效应更明显,受激电参数的影响最小,在中间层相对下层围岩为低阻时,会出现反号现象,水平电场分量在中间层相对上层围岩为低阻时,发生符号反转,激电效应明显。地球物理问题大多为非线性的,本文借助遗传算法思想,应用于瞬变电磁含激电效应反演中,建立目标函数及适应度函数,对模型响应进行全参数反演拟合,由于反演搜索空间尺度太大,为了抑制反演多解性,约束搜索范围,建立理论模型D、G、H、K、A、Q,采用遗传算法全参数反演,反演曲线与理论曲线拟合较好,误差较小,验证了本文算法的可行性,反演结果表明,当地下存在极化体时,可以通过反演方法对响应曲线进行拟合得到地下介质的激电信息。
【图文】：

水平层状介质,电偶极子,频率域,电磁场

图 2.2 水平层状介质电偶极子场01122222222 kAzAArrArrA R ，，得到水平层状介质的频率域电磁场为[61]： ()-1011 JrdruR rJrdrRu()01011 Jrdrur0111() 01101()1( ) JrdruRiJrdruR JrduR()101 0011( JruRr uR

等效电路图,激发极化,单元模型,等效电路

（a）（b）图 2.3 岩(矿)石激发极化单元模型及 Cole-Cole 模型等效电路[24]W. H. Pelton[72]于 20 世纪 70 年代通过研究发现该模型能够很好的阐述复电阻率，于是将这模型应用于地球物理领域。可由下式表示复电阻率： ciim1()1()110 （2.41）上式各参数代表的意义如下：0 表示零频电阻率；m 表示充电率，其取值范围 0<m<1；表示时间常数,其取值范围 10-2-102；c 表示频率相关系数，一般 0.1<c<0.6；由于0 是零频电阻率，而不是极化层的真实电阻率，如果极化层不包含激电效应的电阻率为，则根据激发极化效应原理，转换关系为，根据式(2.41)，可以将
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P631.325

【参考文献】